Bodenkunde :) (Subject) / Bodenkunde (Lesson)

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• Gley Böden mit Staunässe wegen Grundwasser   stabile Oxidations- und Rdduktionsgrenze
• Schwarzerde - carbonathaltiges Lockergestein als Ausgangsgestein (z.B. Löss, Geschiebemergel): Ton-Humus-Komplexe - meist Gras als Vegetation: viel Streu, viele Wurzeln - intensive Bioturbation: Mineralisierung im Unterboden gehemmt - Tschernosem: Steppenschwarzerde, für Abbau im Sommer zu trocken, i, Winter zu feucht - Feuchtschwarzerde: feucht, humid, Mineralisierung gehemmt
• Wasser als wichtigstes Medium der Bodenentwicklung - Dipol: Hydratisierung von Ionen, Quellung von Bodenbestandteilen, Bildung von Wasserstoffbrücken - Wasser ist reichlich vorhanden - Wasser bewegt sich im Boden - Niederschlagswasser wird zugeführt, gelöste Stoffe werden abgeführt - kein Gleichgewicht, Reaktionen laufen bis zum Ende - Niederschlagsmenge ist nicht gleich der Menge, die in den Boden eindringt  
• Humus - abgestorbene, in Zersetzung bzw. Veränderung begriffene Biomasse - kommt vor in Humusauflagen, Mineralboden und Moor - besteht aus Huminstoffen und Nichthuminstoffen - Abbau durch Primärzersetzer und Sekundärzersetzer, Mikroorganismen - Gehalte von 15- 30 Prozent sind extrem humos, darunter Torf, 2-4 Prozent sind normal
• Mullhumus - L-Horizont nur zeitweise vorhanden, Streu rasch abgebaut und eingearbeitet - Bioturbation in Ah - pH-neutral - nährstoffreich CN-Verhältnis 10 bis 15
• Moderhumus - L-Horizont, Of, Oh, Ah, unscharfe Übergänge - pH 4-6 - Modergeruch - oft beginnende Podsolierung (Umlagerung metallorganischer Verbindungen im Boden durch Sickerwasser) - CN-Verhältnis 20 bis 25
• Rohhumus - alle Horizonte vorhanden, scharfe Übergänge: L, Of, Oh, Ahe - Humusauflage plattig abzuheben - bei sandigem Substrat weiße Quarzkörper erkennbar - pH oft 3-4 - Vegetation meist nährstoffarm - CN-Verhältnis 25-35
• Humuseigenschaften - dunkle Färbung: rasche Erwärmung - Kitt verbindet Tonteilchen, stabilere Aggregate und Poren, ausgeglichener Wasser- und Lufthaushalt, rasche Erwärmung - Wasser wird adsorbiert: Speicherung von pflanzenverfügbarem Wasser, Quellung, Schrumpfung - besteht aus organischen Strukturen mit negativen Ladungen, reversible Bindung von Kationen und org. Nährstoffen, Erhöhung des Filtervermögens - enthält Nährstoffe (C,N,P)
• Humusbildung Humusgehalt ist hoch, wenn die Mineralisierung gehemmt ist! Humifizierung = Streuanlieferung - Mineralisierung - Mineralisierung ist abhängig von  1. Nährstoffen (bei Mangel ist der Abbau der Streu gehemmt) 2. Bodenreaktion (bei tiefem und sehr hohem pH-Wert ist der Abbau der Streu gehemmt) 3. Bei hohen N und P-Gehalten, wenig Lignin, viel Cellulose und viel Eiweiß ist der Abbau der Streu hoch. 4. Bei Wassermangel ist der Abbau der Streu gehemmt (weil kaum Bodenleben)
• Was zeigt die Kationenaustauschkapazität? Sie zeigt den Speicher für kationische Nährstoffe und ist somit ein Indiz für die Fruchtbarkeit des Bodens. Die KAK ist die Summe der negativen Ladungen an der festen Bodensubstanz. Die Ursache für die Kationenadsorption- und den -austausch mit den positiv geladenen Nährstoffen sind negative elektrische Ladungen der Tonminerale, Eisen und Huminstoffe.
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• Kationenaustauschkapazität Austauschbare Kationen sind: Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium, Aluminium, Wasserstoff   Einheit der KAK ist mmol/100g Boden Kaolinit hat z.B. 5-15 mmol/100g Smectit hat 80-120 mmol/100g org. Substanz hat 200-500 mmol/100g  
• KAK und pH-Wert KAK sinkt, wenn pH-Wert auch sinkt die höchste KAK (=potentielle KAK) ist bei pH-Wert 7 die effektive KAK ist die reale KAK bei dem aktuellen pH-Wert
• Welche Böden haben welche KAK-Werte? Kalkmarschen - hohe KAK Löss (Schwarzerden, Parabraunerden) - mittlere KAK Podsole - geringe KAK     Huminstoffe - hohe KAK Vermiculite - mittlere KAK Smectite - mittlere KAK Illite - geringe KAK Kaolinite - geringe KAK
• Körnungsdreieck - mit Prozentangaben   z.B. lehmiger Sand mit 60 Prozent Sand, 10 Prozent Ton, 30 Prozent Schluff
• Düne - hat Sandboden (2000 µm)
• Löss - hat Schluffböden (63 µm) - entsteht bei physikalischer Verwitterung wie Frost, Hitze, etc. - fein, staubig  - guter Boden
• Marsch - Tonböden (2 µm) - plattig, kann quellen und schrumpfen - Mineral, das neu im Boden entsteht
• feinkörniges Lockersyrosem - geringe Erosionsstabilität - hohe Wasserspeicherung - hohe Wasserleitfähigkeit - sehr hohe Durchwurzelbarkeit - hohe Oberfläche - nährstoffreich, basisch - kalt, stauend, schwer, feucht - tonig
• grobkörniges Lockersyrosem - mäßige Erosionsstabilität - geringe Wasserspeicherung - sehr hohe Wasserleitfähigkeit - hohe Durchwurzelbarkeit - mäßige Oberfläche - nährstoffarm und sauer - warm, durchlässig, leicht, trocken - sandig
• Festgestein - hohe Erosionsstabilität - geringe Wasserspeicherung - geringe Wasserleitfähigkeit - geringe Durchwurzelbarkeit - geringe Oberfläche
• pH-Wert - gibt die chemische Bodenreaktion an - ist die Maßzahl für Wasserstoff-Ionen-Konzentration in der Bodenlösung - ist der pH-Wert gering, ist die Lösung sauer - ist neben der Körnung der am häufigsten bestimmte Kennwert - hat unmittelbaren Einfluss auf   1. Bodenleben 2. Nährstoffverfügbarkeit (KAK) 3. Verwitterung 4. Sorption
• Saure Böden Moore und Mineralböden
• Neutrale Böden Kalkböden
• Alkalische Böden Salzböden
• Bodenacidität - gibt an, dass ein Boden sauer ist
• Bodenalkalität - gibt an, dass ein Boden basisch/alkalisch ist
• Matrixpotential (Dreizack) - auch Wasserspannung - gibt die Bindungsfestigkeit des Wassers in den Poren an, beschreibt alsp die Energieverhältnisse im Porenwasser - ist immer negativ - Angabe in cm oder Pascal - Kapillare Kräfte: Je enger die Pore, desto fester die Bindung
• Sättigungsgrad Sättigungsgrad = Füllungsgrad des Porenraums mit Wasser
• Matrixpotential und Sättigungsgrad Verhältnis wird von der pF-Kurve angegeben - Wasserspannungskurve (pF-Kurve) beschreibt die Wasserspeichereigenschaften des Bodens - anhand der Kurve kann die Verteilung der Porengrößen charakterisiert sowie die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers je nach Wassergehalt ermittelt werden. 
• Gesättigte Wasserleitfähigkeit (=Durchlässigkeit) Unregelmäßige, zu geringe Versickerung liegt an Wasserstau/Hochwasser/Erosion/Luftmangel  
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• Feldkapazität (FK) Wassermenge, die entgegen der Schwerkrafr als Kapillar- und Haftwasser gehalten werden kann
• nutzbare Feldkapazität (nFK) Menge des Kapillarwassers nach Ablauf des Sickerwassers
• Grobporen - 10-50µm oder größer - Bodenwasser fließt durch die Schwerkraft nach unten, Poren sind luftgefüllt - Sickerwasser (0-300 Matrixpotential)
• Mittelporen - 10-0,2 µm - Bodenwasser wird kapillar gehalten, da die Saugkraft stärker ist als die Gravitation - Wasser kann von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. - Kapillarwasser (-300 bis -15000 cm Matrixpotential)
• Feinporen - kleiner als 0,2 µm - Wasser wird von den Partikeloberflächen durcj Wasserstoffbrücken und Dipolcharakter gehalten - nicht pflanzenverfügbar - Haftwasser 
• Lagerungsdichte - gibt an, wie stark verdichtet ein Boden ist und wie groß sein Porengehalt ist - davon hängt auch die Feuchte ab
• Anionenaustauschkapazität (AAK) - positive Ladung mit abnehmendem pH-Wert ansteigend, also umgekehrt wie KAK - Eintauschstärke und Haftfestigkeit der Anionen sind wie bei Kationen von Wertigkeit und Ladung abhängig - Anionen werden schwächer gebunden als Kationen - wichtig im sauren Bereich: bei chemisch stark verwitterten Böden (z.B. Podsolen) oder in rein organischen Böden (z.B. Moorböden) sind die überschüssigen Anionen verantwortlich für eine höhere Verfügbarkeit von Fe, Al, Mn.
• Bodenleben - Auswirkungen Stoffliche Veränderungen - Aufnahme und Speicherung von Nährstoffen - Humifizierung und Mineralisierung der Streu - Transformation und Abbau organischer Fremdstoffe - Verbrauch von Sauerstoff, Aktivierung von Redox-Prozessen - Produktion von Säuren (CO2 u.a.) - Durchmischung und Aggregierung (Tiere)  - u.v.m. 
• Bodenleben - Organismen prägen alles, was im Boden ist - leben in den obersten 10 cm/in den Poren in organischen Böden - Azotobacter-Bakterien können Stickstoff anreichern und beeinflussen den pH-Wert (selbstverstärkender Prozess) - Bestand ist abhängig vom Umbruch und der Befahrung des Bodens - Bodenumlagerung durch Bodentiere wie Regenwürmer, Nagetiere, Ameisen, Termiten, Maulwürfe
• Biomasse - etwa durchschnittlich 6 Prozent des Bodens sind organische Substanz, von diesen 6 Prozent sind wiederum 6 Prozent Biomasse - Biomasse = Bakterien, Pilze, Fauna, etc.
• Mikrofauna im Wasserfilm z.B. Amöbe, Flagellake, also Einzeller
• Mesofauna luftgefüllte Poren z.B. Fadenwurm, Springschwanz (Mehrzeller)
• Makrofauna luftgefüllte Poren z.B. Käferlarve, Assel, Tausendfüßler
• Megafauna - schaffen Porenraum selbst z.B. Regenwurm bildet Regenwurmgänge
• Bodenmischer - Wirbeltiere, Ameisen, Regenwürmer, etc. - verhindern organische Auflagen - Bioturbation
• Streuzerkleinerer Anthropodenfauna, Asseln - vor allem in Auflage - vermischen organisches und mineralisches Material
• Mikronahrungsnetz - Bakterien, Pilze - hauptsächlich im Oberboden - beschleunigen Mineralisierung
• Optimum für Bodenleben 20 Grad oder mehr, aber die Bedingungen können sich ausschließen z.B. Bakterien brauchen eher neutrale pH-Werte, Pilze eher saure Umgebungen
• Podsolierung - abwärts gerichtete Umlagerung gelöster organischer Stoffe, oft zusammen mit Aluminium und Eisen - Verlagerung nur bei starkem Säuregehalt, da dann der Nährstoffmangel den mikrobiellen Abbau der organischen Stoffe hemmt - kühlfeuchtes Klima fördert Podsolierung - durchlässiger Boden fördert Podsolierung - nährstoffarme, schwer abbaubare Streu ist anfällig für Podsolierung - Stoffe reichern sich im Unterboden wieder an und umhüllen Mineralpartikel: B-Horizont mit Kittgefüge - gebleichter Eluvialhorizont - Ae
• Puffersysteme als Widerstand gegen Versauerung - Pufferung ist das annähernde Konstanthalten des pH-Werts trotz ständigem Säureeintrag, da die Protonen durch chemische Reaktionen in eine gebundene Form überführt werden  

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